Серце ліхтаря: світлодіоди

1. Основні характеристики
2. Колірна температура і кольору
3. відтінок
4. моделі світлодіодів
5. Cree
6. Luminus
7. Philips Lumileds
8. Seoul Semiconductor
9. підсумки

Переглядаючи характеристики різних ліхтариків , Ви напевно не раз зустрічали скорочення на зразок «SSC P7», «Cree XP-E», «XP-G R4» або «XM-L T6 3C». Всі вони позначають тип застосованого в даній конструкції світлодіода - найбільш поширеного в даний час джерела світлового потоку.

Не всі виробники вказують його в описах, і мало хто призводить повну інформацію про діоді. З іншого боку, на сучасному ринку спостерігається сильна конкуренція, і тенденція до підвищення інформативності характеристик все-таки є - виробники прагнуть завоювати довіру покупця. Іноді, купуючи певну модель ліхтаря, можна навіть вибрати діод з декількох запропонованих варіантів.

Чому ж корисно розбиратися в цих позначеннях? Добре, якщо ви купуєте ліхтарик в магазині і у вас є можливість випробувати його в роботі. Але навіть в цьому випадку ви не зможете отримати повне уявлення про його можливості: включивши ліхтар в приміщенні, ви не спрогнозуєте, як він поведе себе в інших умовах - в нічному лісі, в тумані або під час снігопаду. А якщо ж ви збираєтеся придбати ліхтарик через інтернет, то вам залишається лише покладатися на рекламні характеристики і призначені для користувача відгуки, які теж не завжди можуть похвалитися об'єктивністю.

Отже, що ж можна зробити, маючи інформацією про тип застосованого світлодіода?

• Отримати початкові уявлення про форму світлового плями. Так, ця характеристика залежить в першу чергу від оптичної системи ліхтаря, але при однаковому рефлекторе світлодіод з меншою випромінює поверхнею створить більш вузький і «далекобійний» промінь, а з більшою - ширший «заливний».

• Ви можете подивитись колірну температуру і відтінок світлового потоку. Ці характеристики дуже сильно впливають на можливість експлуатації ліхтаря в тих чи інших умовах, а також на передачу кольору.

• Оцінити відповідність зазначеної виробником потужності світлового потоку законам фізики. На жаль, деякі компанії грішать зайвим оптимізмом в описах: якщо рядки «XP-G» і «200 Лм» в характеристиках ще сумісні, то «XM-L» і «2000 Лм» - вже немає.

Основні характеристики

ефективність

Технологічний процес виробництва світлодіодів (як і будь-яких інших напівпровідникових компонентів) характеризується деяким розкидом параметрів готової продукції. Тому після виготовлення діоди упорядковано відповідно до кількома критеріями і надходять у продаж з додатковими позначеннями після назви моделі.

Одним з найважливіших критеріїв сортування є ефективність, або питома яскравість. Для її визначення вимірюється світловий потік, що випромінюється світлодіодом при деякій фіксованій силі струму. За цим параметром діод відносять до однієї з яскравості груп або бінов (luminosity bin), кожна з яких має власне позначення.

Нижче ми наведемо показники ефективності для найбільш поширених світлодіодів, але не забувайте, що реальний світловий потік, створюваний ліхтариком, буде нижче через втрати в оптичній системі. Ці втрати можуть становити від 10-20% у якісних ліхтарів з металевим відбивачем і склом з покриттям до 40-50% у моделей з лінзами і бюджетних ліхтариків з пластикової оптикою.

Колірна температура і кольору

При різних джерелах світла об'єкти виглядають абсолютно по-різному. Тому далеко не останню роль відіграє так звана колірна температура. Вказується вона або в кельвінах, або описово: теплий (2000-3500 К), нейтральний (3500-5000 К) або холодний (5000-7500 К) білий колір.

Індекс передачі кольору (CRI, color rendering index) - параметр, що характеризує рівень відповідності природного кольору предмета мабуть (удаваному) кольором цього предмета при висвітленні його даними джерелом світла. Джерело з ідеальною передачею кольору володіє індексом 100, у реальних джерел це значення, зрозуміло, нижче.

Існує досить чітка залежність - чим нижче ефективність діода (його яскравості бін), тим, як правило, нижче його колірна температура і тим вище його індекс передачі кольору. Тому не можна вибрати «кращий взагалі» діод - всі вони мають свої достоїнства і недоліками.

Оптимальна область застосування для «холодних» світлодіодів - це потужні пошукові ліхтарі, де потрібна максимальна яскравість. Передача кольору тут практично не має значення (типове значення CRI для холодно-білих діодів - 60-70); більш того, світло такого ліхтаря забезпечує і високу контрастність зображення. З іншого боку, під дощем або в тумані світло такого ліхтарика сильно відбивається від крапельок води і сліпить свого власника.

«Теплі» діоди забезпечують відмінну передачу кольору (CRI становить 80-90 одиниць) і створюють природну об'ємну картинку. Однак низька ефективність випромінювання обмежує і вирішуються за допомогою ліхтаря завдання - найкраще вони підходять для ближнього світла (ліхтарик для будинку, наприклад).

Нейтральні діоди - це «золота середина». Пристойна кольору (70-80 одиниць) і хороша ефективність дозволяє їм успішно працювати як в EDC-ліхтариках, так і в досить потужних туристичних моделях.

Окремо відзначимо світлодіоди з поліпшеною передачею кольору (High CRI) з індексом вище 90 - такі значення досягаються особливою структурою фосфорної маски, що наноситься на поверхню кристала. Ці діоди мають невисоку ефективністю і відносяться найчастіше до тепло-білим (зрідка - до нейтральних).

відтінок

Існує думка, що тепло-білі діоди відрізняються ухилом в червоно-жовту область, холодно-білі - в синьо-зелену, а нейтральні забезпечують дійсно білий колір без домішок. Це вірно лише в першому наближенні. Реальні світлодіоди мають ще й різними відтінками (tint), за якими їх також сортують після виготовлення.

Об'єкт при різному освітленні: зліва направо - сонячне світло, High-CRI-діод, три нейтрально-білих діода з різними відтінками

Американський національний інститут стандартів (ANSI) рекомендує проводити цю сортування по певним галузям на хроматичної діаграмі. Виробники світлодіодів зазвичай слідують цим рекомендаціям, хоча часто і розбивають ці області на більш дрібні (для більш точної колірної класифікації) або додають інші області, відсутні в стандарті.

моделі світлодіодів

Навряд чи можна в одній статті описати всі існуючі в світі типи діодів. Але, на щастя, в переважній більшості ліхтариків (по крайней мере, серійних брендових) застосовуються випромінювачі всього декількох фірм.

Показник ефективності світлодіодів, вказаний у фірмовій документації, вимірюється при різних токах і робочих температурах. Для того, щоб ви могли безпосередньо порівняти різні діоди, ми наводимо дані, перелічені до кількох стандартних значень сили струму (у тому числі найповнішої для діода) і температурі 25 ° С. Також вказані групи по колірній температурі (T), можливі для того чи іншого яркостного біна: «W» для тепло-білих, «N» для нейтральних і «C» для холодно-білих діодів.

Cree

Світлодіоди цієї американської компанії застосовуються відсотках в 80 сучасних ліхтарів. Широкий асортимент діодів, помірна ціна і досить висока якість очікувано призвели до їх дуже високу популярність.

MC-E

Досить старий, але ще зустрічається світлодіод з чотирма незалежними кристалами на одній підкладці. Максимальний струм через кожен кристал - 700 мА, розміри корпусу - 7х7,5 мм. Цей діод застосований, наприклад, в ліхтарі Fenix ​​TK40 .

XR-E

Діод примітного зовнішнього вигляду - з металевим кільцем-відбивачем навколо лінзи. Розміри корпусу - 7х9 мм, при цьому сам кристал - це квадрат зі стороною менше 1 мм. Використовувався в безлічі ліхтариків Fenix , ZebraLight та інших. Є спрощена версія цього діода - XR-C (менший кристал і максимальний струм всього 500 мА), але вона широкого застосування в ліхтарях не знайшла.

XP-E

Зменшена версія XR-E - при такому ж кристалі розміри корпусу складають 3,45х3,45 мм. Електричні характеристики також майже не змінилися, хоча з'явилися екземпляри більш високих бінов (до R4). Дуже популярний світлодіод - майже у всіх відомих виробників є в модельному ряду ліхтарі з XP-E.

XP-C

Спрощений варіант XP-E з меншим кристалом (але таким же корпусом) і максимальним струмом 500 мА. Недорогий, тому широко застосовується в малопотужних бюджетних ліхтарях, хоча й імениті виробники (Streamlight, наприклад) не зневажають цим діодом.

XP-G

Ще один виключно популярний світлодіод, що зустрічається в продукції майже всіх виробників ліхтарів. Розміри корпусу такі ж, як і у всій серії XP - 3,45х3,45 мм. Зате кристал помітно крупніше, ніж у XP-E, що дозволило підвищити максимальний струм до 1500 мА і призвело до збільшення кута променя.

XP-G2

Оновлений варіант XP-G, виготовлений, правда, по зовсім іншій технології. При більш низькій вартості, ніж у попередника, забезпечує в середньому на 15% більший світловий потік і створює більш вузький промінь. З'явився цей діод всього півроку тому, але він вже встановлюється в деякі ліхтарі компанії Foursevens.

XM-L

Потужний (максимальний струм 3000 мА) світлодіод з великим кристалом. При цьому має високу ефективність, тому він швидко здобув широку популярність - він застосовується зараз практично всіма виробниками для створення потужних ліхтарів.

З колірними відтінками діодів Cree можна ознайомитися на хроматичної діаграмі. Області, виділені червоним пунктиром - це рекомендовані ANSI межі сортування. Як бачите, кожна з них додатково розділена на чотири квадранта; крім того, існують відтінки і за межами рекомендованої області.

Luminus

Ще одна американська компанія, яка виробляє світлодіоди високої потужності. Світловий потік може досягати 2700 люмен, що робить ці пристрої прямими конкурентами потужних HID-ламп.

SST-50

Великий діод з невеликим (5 мм²) кристалом і максимальним струмом 5000 мА. Габарити корпусу - 7,3х9 мм. Розміри кристала не дозволяють організувати належний тепловідвід при пасивному охолодженні, тому реальний робочий струм в ліхтарях зазвичай нижче. Цей діод застосовується в продуктах компаній Olight, ThruNite , MagicShine і деяких інших.

SST-90

Світлодіод з корпусом 10х11 мм і кристалом площею 9 мм ². Максимальний струм - 9000 мА, що робить SST-90 найпотужнішим однокристальним діодом в світі. На його основі створено, наприклад, знаменитий ліхтар Olight SR90.

SBT-90

Діод складається з такого ж кристала, як і в SST-90, але на відміну від останнього тут встановлена ​​плоска лінза замість сферичної. Ефективність у нього нижче, але цей діод створює більш вузький світловий промінь, тому «далекобійність» у ліхтарів на його основі навіть вище. SBT-90 випускається тільки в «холодному» варіанті.

Як і Cree, Luminus використовує уточнену і розширену систему сортування діодів за відтінками.

Philips Lumileds

Це компанія, що входить в концерн Philips, стала однією з перших освоїли випуск потужних світлодіодів для ліхтарів (серія Luxeon).

Luxeon Rebel

Розмір корпусу цього світлодіода - 3х4,5 мм, максимальний струм - 700 мА. Часто застосовується в ліхтариках компанії Maglite , Також зустрічався в ранніх моделях фірми Fenix.

Luxeon C

Компактний (корпус 1,6х2 мм) варіант попередньої моделі, розрахований на менший струм (500 мА). Лінза плоска, на відміну від сферичної у Rebel. Цей світлодіод застосовується в ліхтариках Maglite Solitaire LED і Mini LED 2AAA.

Відтінки діодів Luxeon позначаються так само, як у Cree. Єдина відмінність полягає в тому, що області 5-8, рекомендовані ANSI, розбиваються нема на 16 ділянок, а на 4 квадранта, як і всі інші (вони також маркуються буквами від A до D).

Seoul Semiconductor

SSC - корейська компанія, що випускає дві популярних моделі світлодіодів на основі кристалів виробництва Cree.

P4

У цьому діод використовується такий же кристал, як і в Cree XR-E / XP-E, але оптичну систему SSC виготовляє самостійно. Він був розроблений для прямої заміни застарілого Lumileds Luxeon III (діаметр корпусу 8 мм і аналогічна оптика). P4 очікувано близький по електричним характеристикам до XR-E / XP-E, але виробляє більш широкий і рівномірний промінь.

P7

Четирехкрістальний світлодіод в корпусі діаметром 12 мм. На відміну від Cree MC-E, кристали розташовані впритул один до одного, що забезпечує рівномірний світловий потік без темних ділянок в центрі променя.

Seoul Semiconductor використовує сортування за відтінками не по рекомендаціям ANSI, а за власною системою. Як бачите, доступні відтінки розташовані переважно в «холодній» області з невеликим заходом в нейтральну.

підсумки

Ми розповіли про світлодіодах, найбільш широко застосовуються в сучасних ліхтариках. Зрозуміло, існують і інші моделі - наприклад, недавно з'явилися Cree XP-E2 і XM-L2, або High-CRI-діоди Nichia 119 і 219. Про них ми теж обов'язково розповімо, як тільки буде випущений хоча б один серійний ліхтар, їх використовує .

Сподіваємося, тепер вам буде нескладно розшифрувати скорочення, наведені на початку статті, і зробити деякі висновки про той чи інший ліхтарі в цілому. Ми впевнені: озброївшись цими знаннями, ви зможете навіть «заочно» вибрати ліхтарик, найкращим чином відповідає вашим потребам.

Текст: Олексій Адрианов

спеціально для www.rozetkа.com.ua